圖1 大尺寸MPD芯(xin)片顯微鏡實(shi)物圖

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大尺寸MPD芯片可(ke)應(ying)用于(yu)監測、光纖(xian)設備及數字通信等(deng)領域(yu)。不(bu)同于(yu)威(wei)科賽樂生產(chan)的以往(wang)產(chan)品，MPD芯片需要在InP基襯底上做外延生(sheng)長(chang)，重新開發(fa)芯片工藝。從外延到芯片，從研發(fa)到生(sheng)產，威(wei)科賽樂(le)研發(fa)團隊(dui)直(zhi)面(mian)挑戰(zhan)，全力攻(gong)堅。目前，行(xing)業內針(zhen)對InP基材料的主流(liu)外延和芯片工藝尺寸為2英寸，并向3英(ying)寸過(guo)渡(du)中(zhong)。更(geng)(geng)大尺寸的襯底，意味著面(mian)臨著均勻性、產(chan)品良率等難題，同(tong)時(shi)也需要(yao)更(geng)(geng)具競爭力的成本(ben)支撐。

在(zai)成(cheng)本(ben)(ben)方面，威科賽(sai)樂作為先導科技集團半導體生態圈的(de)(de)重(zhong)要組成(cheng)部分，公(gong)司擁有(you)行(xing)業(ye)領先的(de)(de)產業(ye)鏈規模和(he)成(cheng)本(ben)(ben)優勢。本(ben)(ben)次的(de)(de)大尺寸MPD產品研發生產中，批量使(shi)用(yong)了先導的(de)(de)InP襯底(di)。在(zai)制備(bei)高性(xing)能芯片的(de)(de)同時，突破性(xing)使(shi)用(yong)4寸襯底(di)，最終克(ke)服了外延(yan)均勻性(xing)、擴散工藝、芯片流(liu)片等問題。相較(jiao)于3寸襯底(di)，使用4寸襯底的單顆(ke)芯片成本(ben)，降(jiang)低了37.5%！

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與此同時(shi)，威科賽樂(le)還兼顧了大尺寸MPD芯(xin)片的(de)(de)性能(neng)表現(xian)，實現(xian)真(zhen)正意(yi)義上(shang)的(de)(de)降(jiang)本增效(xiao)，做出了比肩業內標桿企業的(de)(de)產品。圖2為(wei)室溫下測得的(de)(de)芯(xin)片級(ji)MPD產品的(de)(de)暗電流、結電容及響應度數(shu)據。即(ji)便對于直徑3000μm的(de)(de)芯(xin)片，暗電流的均(jun)值(zhi)也(ye)在3nA級(ji)別，相同(tong)測試條件下滿足甚至低于市面常見規格。暗電流隨溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)的穩(wen)定性(xing)(xing)，是(shi)表(biao)征芯片(pian)工作特性(xing)(xing)的重要指(zhi)標(biao)。芯片(pian)在封(feng)裝結束(shu)后(hou)，在變(bian)溫(wen)條件下測試后(hou)，威科賽樂MPD芯片(pian)展現出(chu)與行業(ye)標(biao)桿企業(ye)同(tong)等水平的溫(wen)度(du)穩(wen)定性(xing)(xing)。圖3是(shi)[-20，100]℃下測得MPD芯片(pian)溫(wen)度(du)穩(wen)定曲線(xian)，對于500μm的芯片(pian)，在100℃時，暗電流只(zhi)比-20℃下高(gao)約30nA。

圖3 MPD芯(xin)片變溫暗電流測(ce)試

大尺(chi)寸MPD芯(xin)片經過了(le)“高(gao)溫老(lao)化”和“高(gao)溫高(gao)濕雙(shuang)85”的可靠性(xing)驗證。高(gao)溫可靠性(xing)的檢測時間，超過1500小(xiao)時，暗電(dian)流變化幅度控制在5%以內，時(shi)長遠超業內常規(gui)的(de)[24，72]小時(shi)。“雙85”老化實驗條件下，封測超過500小時，暗電流穩定維持在標準以下。

圖5 高溫高濕“雙85”可靠性實驗曲(qu)線

在(zai)(zai)生產方面，威科賽樂打破(po)常規直(zhi)接(jie)采用(yong)MOCVD設備做“擴(kuo)(kuo)散(san)”工(gong)(gong)(gong)藝(yi)。傳(chuan)統的“擴(kuo)(kuo)散(san)”工(gong)(gong)(gong)藝(yi)，是(shi)通過擴(kuo)(kuo)散(san)爐來(lai)實(shi)現的，該工(gong)(gong)(gong)藝(yi)被廣泛應用(yong)于(yu)大規模集(ji)成電路(lu)、光(guang)電器(qi)件和光(guang)導(dao)纖維等領域。但缺點(dian)主(zhu)要為工(gong)(gong)(gong)藝(yi)操作(zuo)(zuo)繁瑣、損耗大、擴(kuo)(kuo)散(san)效率低。威科賽樂通過在(zai)(zai)MOCVD反應室(shi)中(zhong)直(zhi)接(jie)擴(kuo)(kuo)散(san)，如(ru)圖(tu)6所示，在(zai)(zai)達(da)到擴(kuo)(kuo)散(san)濃度(du)的前提(ti)下(xia)，將工(gong)(gong)(gong)藝(yi)時間縮短至約(yue)20分鐘，簡化了操作(zuo)(zuo)方式、降低了設備損耗、加快了流片節奏，充分解決了傳(chuan)統擴(kuo)(kuo)散(san)爐工(gong)(gong)(gong)藝(yi)帶來(lai)的弊(bi)端。

圖6 公司使用的MOCVD設備

威科(ke)賽樂始終(zhong)秉承以(yi)客(ke)戶(hu)需求為(wei)中心的(de)(de)宗旨，兼具多方案(an)芯片代(dai)工的(de)(de)能力以(yi)供客(ke)戶(hu)選擇。為(wei)了更好的(de)(de)匹配客(ke)戶(hu)在不同(tong)應用(yong)端（模(mo)組(zu)）的(de)(de)驅動方式，公(gong)司生產的(de)(de)MPD芯片在監(jian)測、光纖設備及數字(zi)通信端具有(you)高靈(ling)活(huo)性(xing)和功能性(xing)。